基于多级粒子系统和新粒子形状的尾焰绘制*

针对目前大规模场景中导弹尾焰等特效绘制计算量大,导致系统实时性差等缺点,给出了一种基于多级粒子系统和新型粒子形状的尾焰绘制方法,在用三角函数勾画出轮廓后,对外部采用圆周发射新形状的粒子,内部采用特殊单面片作为基本粒子形状且用直线运动代替曲线运动,并采用了LOD结合GPU的粒子系统技术,在不影响真实感的情况下减少了计算量,有效提高了大规模场景中尾焰特效绘制的逼真度和实时性。     

Vega Prime结合OpenGL的导弹尾焰实时模拟

研究基于Vega Prime的导弹作战系统仿真实验,针对使用Vega Prime的粒子特效模拟高速飞行导弹尾焰会出现尾焰不连续而影响仿真可视化效果的问题,提出将Vega Prime与OpenGL相结合的方法.基于粒子系统基本原理,对导弹尾焰进行建模;依据Vega Prime的事件发布订阅机制将OpenGL引入到Vega Prime中.模拟的尾焰形态逼真,动感十足,满足仿真实时性与真实性要求,解决了Vega Prime模拟导弹尾焰存在缺陷的问题.     

基于Vega Prime的探空火箭视景仿真

探空火箭飞行速度快,飞行时间短,不易观察其飞行过程中的姿态变化。探空火箭视景仿真,可以有效的解决这个问题。本文介绍了三维视景仿真工具Vega Prime的系统结构和基于Vega Prime应用的具体开发步骤,并对探空火箭视景仿真进行了实现,对火箭尾焰粒子系统特效和帧同步的实现也进行了介绍。     

基于粒子系统的火箭飞行特效仿真的研究

基于粒子系统的特效仿真是运载火箭飞行可视化仿真中的重要环节.本文针对运载火箭飞行仿真中喷射火焰实时仿真难于实现的问题,对基于粒子系统的火箭喷射火焰动态模拟进行了研究.通过对火箭喷射火焰细节、特点的分析,建立了粒子系统的数据结构.详细介绍了算法的具体细节和关键技术,其中包括粒子的初始化和粒子发射器的初始化、粒子系统的更新.最后利用Billboard技术、OpenGL纹理映射等计算机技术实现了具有较强真实感的火箭飞行喷射火焰的实时仿真.     

在VTree中嵌入OpenGL尾焰的方法

由于VTree提供的火焰特效无法满足飞行视景仿真中飞行器尾焰的绘制要求,因此采用一种简化的基于粒子系统的尾焰模型,研究了基于回调机制的将OpenGL绘制程序移植到VTree中的方法,在应用中实现了粒子系统尾焰的对象化.解决了在VTree中使用OpenGL程序常出现的状态影响问题.通过对OpenGL和VTree编程代码的分离,使该文的方法有较大的适用范围.最后给出了应用仿真实例,仿真结果表明该粒子系统模型在VTree中取得了较为逼真的尾焰效果,并可以满足飞行视景仿真的实时性要求.     

基于某型防空导弹的尾焰仿真研究

应用粒子系统对某型号导弹武器系统的尾焰仿真进行研究，给出的尾焰仿真模型和粒子简化模型，改进了粒子系统在模拟不规则物体时为了达到逼真程度而增加粒子数量，但影响系统实时性的传统做法。该模型可以用较少的粒子就能达到系统的实时性和逼真程度很高的效果，最后在基于DirectX平台上利用VC 语言进行了绾程实现，验证了该方法的有效性和实用性。     

基于HLA的飞行模拟器视景系统的开发

随着分布式交互仿真技术的发展,先进飞行模拟器需要开发新一代的基于HLA的视景仿真系统.该模拟器基于HLA仿真支撑平台pRTI和实时视景仿真软件Vega Prime开发了飞行仿真模拟器的视景仿真系统,为操作人员提供逼真的虚拟环境.介绍了飞行模拟系统的总体框架,在阐述视景联邦成员的开发过程中,重点研究了时间推进策略;采用延迟一帧数据的方法解决了图像的平滑显示问题;采用DR算法,降低了网络通讯量,提高了系统的实时性;通过对爆炸源模型的优化,增强了特效模拟的逼真度.     

基于多体动力学的火箭飞行仿真

火箭飞行过程伴随着质量、质心、惯性矩的变化和控制力的调整,其模拟仿真是个非常复杂的学术和技术问题.基于多体动力学软件Adams,建立火箭箭体的三维模型,编制火箭飞行过程仿真的流程控制子程序、重力变化子程序、控制力子程序和气动力函数,搭建火箭的飞行仿真平台,实现火箭飞行过程中的质量、质心变化的仿真,并且给出关键功能的验证和应用算例.     

一种基于自适应均值平滑算法的三维重绘技术

传感器工艺仿真的计算基础是体素模型,但是由于体素模型分辨率所限可能造成阶梯效应,以致体素模型的可视化效果不好。因此我们需要将体素模型转化为三角面片模型,但是通过常见的转化方法所得到的三角面片模型表面粗糙。本文提出了一种基于自适应均值平滑算法的三维重绘技术,对体素模型进行程度不同的平滑滤波,再利用marching cubes算法得到三角面片模型。经仿真实验表明文章中方法得到的三角面片模型表面光滑可视化效果更好。     

飞行仿真系统中三维大气紊流模型仿真研究

为提高飞机飞行动力学系统的仿真逼真度,提出1种新的大气紊流模型,并研究出在实时飞行仿真系统中的实现技术。改变了以前基于Dryden模型的建模方法,对不能直接用于仿真模拟的Von．Karman大气紊流模型进行有理化处理,得出逼近于Von．Karman模型的新的紊流模型,确定新的滤波器参数,从而在时域内实时生成大气紊流。通过频域上的分析比较,结果表明该模型生成的紊流比以往的Dryden模型更好地符合了大气数理统计特性,并解决了Von．Karman的仿真实现问题。最后,将提出的数值模拟算法直接应用于某型飞机飞行仿真系统中,从而使飞机在风场中的模拟更加真实,对模拟器的研制具有实际意义。     

多管火箭发射系统虚实混合动力学建模与仿真

为减小火箭出管后的初始扰动,运用多体动力学虚实混合建模与仿真技术研究多管火箭的出管姿态。对试验数据进行频谱分析,对关键部件进行结构动态特性分析和模态试验,采用虚实混合建模方法,构建多管火箭发射系统的动力学虚拟样机模型。采用柔性连接Bushing模拟发射系统的弹性特性,经过工程计算获得燃气冲击力并以脉冲形式施加到模型中,研究弹管间隙、质量偏心、推力偏心、发射时序和发射时间间隔等因素对火箭出管姿态的影响。研究结果表明：合理的弹管间隙、质量偏心、发射时序和发射时间间隔可以减小火箭出管后的初始扰动。     

基于VR的航天发射视景仿真系统设计与实现

针对如何构建一个虚拟的航天发射训练平台的现实问题,设计出一种基于虚拟现实技术(Virtual Reality,VR)的航天发射视景仿真系统;介绍了该视景仿真系统的逻辑结构和网络结构,采用三角形面片法构建发射场的地形地貌,并通过纹理映射使地形地貌更加逼真;利用图像和3D图形混合建模的方法构建发射场的设施;运用粒子系统原理,设计出发射火箭的火焰模型。通过Vega仿真软件进行系统集成和渲染,使整个仿真系统得到实现;实践证明,该仿真系统能够实时仿真卫星发射的全过程,为实时指挥、判读提供辅助决策支持平台,具有极大的应用价值。     

3D游戏场景中的火焰效果的真实模拟

在3D游戏场景中我们通常利用真实感图形学的知识,模拟具有随机过程的自然场景。粒子系统是此类应用的重要实现途径。本文在基础粒子系统的框架上进行改进,对动态火焰进行模拟。对火焰粒子的速度,动态效果和颜色变化等物理现象进行建模,采用关键帧技术和自定义粒子发射器,真实地模拟了3D游戏场景中的动态火焰效果。     

固体火箭冲压发动机三维数值计算

利用FLUENT中的概率密度函数非预混模型对固体火箭冲压发动机补燃室内的气相湍流燃烧进行数值模拟.主要目的是解决在固体火箭冲压发动机含镁铝推进剂的补燃室中,存在上百种中间及最终产物.复杂的反应机理使采用有限反应速率模型难以模拟补燃室中复杂的湍流燃烧的问题.模拟结果有助于提高对固体火箭冲压发动机补燃室内部流场流动的了解.模拟结果表明:补燃室内发生着复杂的三维化学反应流动,存在对掺混燃烧有重要影响的头部回流和轴向涡流.补燃室内温度分布与空气与燃气的掺混、燃烧及流动状态有密切关系.提高空燃比,可增强补燃室中燃气的回流和轴向涡流强度,加大掺混力度.提高燃烧效率.     

一种优化的火箭弹图像检测与跟踪算法

文章研究火箭弹图像的检测及跟踪。首先,提出了一种基于B样条函数对火箭弹图像进行边缘检测的算法,文中推导了相应的数学模型,并通过最大熵阈值法、图像细化以及计算中心点等,以提取火箭弹图像形心坐标,在此基础上提出一种基于最优组合模型对火箭弹运行参数进行跟踪,该模型的主要特点是避免了单一预测模型仅利用部分信息而带来的不足。文中对实际拍摄的火箭弹图像进行实验研究,得到的图像边缘清晰连续、中心点位置准确,较目前常用算法在火箭弹图像边缘检测方面有更大的优势,文中同时仿真证实了优化预测模型较单一预测方法降低了预测误差、提高了预测精度,有较好的应用前景。     

弹射跳伞全过程仿真软件-仿真支撑软件PROSIMS应用示例

飞行员在意外情况下,通过火箭弹射座椅的弹射、降落伞的张开,直至稳定下降,是一个受各种因素影响的复杂过程。该文是在建立其动态全过程的仿真软件工程项目中,将其主要内容压缩为一篇文章。重点介绍其数学模型的复杂性和仿真支撑软件PROSIMS的具体应用方法。该方法以“虚拟模拟机”方式,进行图形组态,使用灵活、方便、快捷和真正实现了在线修改调试。     

航空发动机加力火焰检测的试验验证

为了准确获取航空发动机加力燃烧室火焰燃烧情况进行推力控制，针对航空发动机控制系统中加力火焰检测的作用，分析了基于离子火焰传感器的加力火焰检测工作原理。根据离子火焰传感器在航空发动机中的实际安装情况，分析提出了影响加力火焰检测的因素，包括离子电流的汇流面形状、离子火焰传感器电极与汇流面的相对距离、燃烧温度以及离子火焰传感器电缆的寄生电容。通过搭建燃烧试验平台进行试验，验证了离子火焰传感器在航空发动机实际安装使用中各影响因素对离子火焰传感器采集值影响趋势，试验结果可用于航空发动机加力状态检测相关故障的排查。     

基于Modelica的电动汽车电池建模与仿真

为了实时仿真电动汽车电池组的动态性能,应用Modelica多领域建模语言建立描述电池组的PNGV等效电路模型.通过电池的动态充放电性能实验标定电池组模型的电阻、电容等参数,并利用Dymola多领域仿真软件进行性能参数求解.将该电池模型应用在电动汽车整车的仿真分析中,实验结果表明,该模型准确度高,能实时地仿真电动汽车的动力性能.该电池组建模方法实现简单且便于扩展,可以为电动汽车的产品设计、系统性能分析提供有效的解决办法.     

基于数字孪生的火箭测试与发射过程健康管理技术研究

为了解决运载火箭对地面测试与发射过程中对数据综合分析能力,飞行过程的故障诊断和预测能力,以及故障处理措施的快速决策等能力的迫切需求,提出一种基于数字孪生技术的火箭测试与发射过程健康管理系统设计方案;该方案通过建立运载火箭测试与发射阶段数字孪生模型,实现对火箭测试和发射过程的天地镜像仿真,依托数字孪生模型,对运载火箭健康管理功能进行了设计和优化;利用真实火箭和数字孪生火箭的信息交互,可有效实现火箭测试过程数据分析、飞行过程协同诊断,以及故障处理决策支持等功能;该系统提高了火箭发射的可靠性,为火箭可靠飞行提供了技术保障;同时,该技术在运载火箭健康管理上的应用也面临一些关键技术还需要进一步突破和发展.